CN103587427A - 电动车换挡控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种电动车换挡控制方法，包括如下的步骤：S1．接收换挡指令，换挡指令在方向相反的挡位之间切换；S2．检测当前车速，并与阈值比较，如果当前车速大于等于阈值，则进入步骤S3，如果当前车速小于阈值，则进入步骤S4；S3．控制电动车的电动机以定扭矩方式运转，车辆以定扭矩制动能量回馈状态行驶，车速降低，回到步骤S2；S4．切换挡位至目标挡位，控制电动车的电动机以受油门踏板控制的回馈扭矩运转，车辆以能量回馈即再生制动状态行驶；S5．车速降为0并朝相反方向加速。本发明的方法可以保证车辆在不同车速下都能安全平稳的完成前进和后退之间的切换，且操作简便；同时为电动车在制动系统失效时，提供了一种能短时间内使车辆停止的应急方法。
Description
技术领域
本发明涉及电动车技术，更具体地说，涉及一种利用电动车特有的能量回馈功能实现的优化的电动车换挡控制方法。
背景技术
与传统汽车不同，电动车无需特殊的机械结构，能够仅通过改变电机的旋转方向来完成车辆前进和后退状态间的切换。这也使得电动车没有相应的机械结构来保证这个切换的合理性和过程的平顺性，而完全需要通过制定控制策略来实现。目前，主要的解决方案为先使车辆进入滑行状态，待车辆在行驶阻力或通过制动系统的作用下完全停止后，才响应新的挡位。按照现有技术的方式，在前进和后退状态切换时，驾驶员需要借助刹车的操作使车辆减速至停止，且这个过程中油门踏板对车辆的行驶状态无影响。整个过程中，车辆可能会长时间滑行，存在安全风险；常需要通过制动系统使得车辆完全停稳后才会进入新挡位，增加驾驶员操作，容易产生换挡延迟感，影响驾驶性。
发明内容
本发明旨在提出一种能够优化换挡过程的电动车换挡控制方法。
根据本发明的一实施例，提出一种电动车换挡控制方法，包括如下的步骤：
S1．接收换挡指令，该换挡指令在方向相反的挡位之间切换；
S2．检测当前车速，并将当前车速与阈值比较，如果当前车速大于等于阈值，则进入步骤S3，如果当前车速小于阈值，则进入步骤S4；
S3．控制电动车的电动机以定扭矩方式运转，车辆以定扭矩制动能量回馈状态行驶，车速降低，然后回到步骤S2；
S4．切换挡位至目标挡位，控制电动车的电动机以受油门踏板控制的回馈扭矩运转，车辆以能量回馈即再生制动状态行驶；
S5．车速降为0并朝相反方向加速。
在一个实施例中，在步骤S3中，制动系统还根据来自制动踏板的制动指令制动，此时的定扭矩制动能量回馈强于正常滑行和制动时，车速不低于阈值。同时，在步骤S3中还在仪表盘显示警告信息。
在一个实施例中，在步骤S4中，由油门踏板控制电动机以调节能量回馈的方式使车速降低，车速降低的快慢随油门踏板深度变化，车速大于0。同时，在步骤S4中还在仪表盘显示换挡信息。
在一个实施例中，在步骤S2～S5执行过程中接收到新的换挡指令，则终止该方法并响应新的挡位。
本发明的电动车换挡控制方法可以保证车辆在不同车速下都能安全平稳的完成前进和后退之间的切换，且驾驶员的操作简便；同时为电动车在制动系统失效时，提供了一种能短时间内使车辆停止的应急方法。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的一实施例的电动车换挡控制方法的流程图。
图2揭示了用于实现本发明的电动车换挡控制方法的电动车的控制架构。
具体实施方式
为了解决换挡过程中的滑行问题，同时简化驾驶员操作，优化换挡过程，本发明提出了一种新的换挡控制方案。该方案能够有效地解决前进挡和后退挡切换时滑行时间过长，驾驶员操作繁琐，易产生换挡延迟感等问题。
综合而言，本发明解决上述技术问题所采用的方案是：对前进挡和后退挡之间切换时的车速进行一定限制；当车速超过阈值时，车辆以定扭矩的制动能量回馈状态行驶，且踩下制动踏板能增强能量回馈效果，车速下降较一般的滑行更快，同时通过仪表进行警告；当车速低于阈值时，车辆进入目标挡位，此时车辆处于能量回馈状态，驾驶员可以通过油门踏板增强能量回馈即再生制动效果，完成车辆前进和后退状态间的转换。
图1揭示了根据本发明的一实施例的电动车换挡控制方法的流程图，如图1所示，该电动车换挡控制方法包括如下的步骤：
S1．接收换挡指令，该换挡指令在方向相反的挡位之间切换。比如，该换挡指令有前进挡切换到后退挡，或者由后退挡切换到前进挡。
S2．检测当前车速，并将当前车速与阈值比较，如果当前车速大于等于阈值，则进入步骤S3，如果当前车速小于阈值，则进入步骤S4。
S3．控制电动车的电动机以定扭矩方式运转，车辆以定扭矩制动能量回馈状态行驶，车速降低，然后回到步骤S2。在一个实施例中，在步骤S3中，制动系统依然能够来自制动踏板的制动指令制动，此时的定扭矩制动能量回馈强于正常滑行和制动时，制动使得车速更快地降低，在此过程中，车速不低于阈值。在车速高于阈值的情况下，本发明使得电动机以定扭矩方式运转，实现车辆的能量回馈，通过再生制动使得车速下降，如果驾驶员踩下制动踏板发出制动指令，制动系统工作，制动系统可以增强能量回馈的效果并使得车速更快地下降。在步骤S3中，还在仪表盘显示警告信息，以告知驾驶员当前的操作不合理。在车速下降的过程中，会反复检测当前车速，直至车速小于阈值。
S4．在车速小于阈值后，切换挡位至目标挡位，控制电动车的电动机以受油门踏板控制的回馈扭矩运转，车辆以能量回馈即再生制动状态行驶。在一个实施例中，在步骤S4中由油门踏板控制电动机以调节能量回馈的方式使车速降低，车速降低的快慢随油门踏板深度变化，车速大于0。这个过程中，车速将逐步降低到0。在步骤S4中，在仪表盘显示换挡信息，比如有前进挡换成后退挡。
S5．车速降为0并朝相反方向加速。完成挡位切换，进入新的挡位行驶。
在一个实施例中，如果在步骤S2～S5的执行过程中接收到新的换挡指令，则终止上述方法并响应新的挡位。
本发明的另一个作用是在制动系统失效时，通过换入与行驶方向相反的挡位，利用油门踏板控制再生制动使车辆停止。
如图1所示，本发明的电动车换挡控制方法在前进挡和后退挡切换时，对车速进行判断，将换挡时车速分为高速和低速两种情况：
在高速时，若进行前进挡和后退挡切换，控制方式为定扭矩的能量回馈即再生制动，车速以低于滑行状态的减速度下降，并通过仪表或导航仪进行警告。
在低速时，若进行前进挡和后退挡切换，控制方式为最大程度发挥电机的能量回馈即再生制动功能，且能量回馈效果由油门踏板控制。低速时驾驶员能完全通过油门踏板完成车辆前进和后退两种行驶状态间的切换。
此外，本发明的一个额外的效果是，当出现制动系统故障时，能通过换入与行驶方向相反的挡位的方式使车辆在油门踏板的控制下短时间内停止。
图2揭示了用于实现本发明的电动车换挡控制方法的电动车的控制架构。该控制架构包括：整车控制器202、驾驶员组件204、车辆传感器206、电机控制器208和电动机210。整车控制器202从驾驶员组件204(包括油门、刹车、排挡)处获取驾驶员的操作指令。整车控制器202从车辆传感器206处获得车辆的状态信息，比如行使速度。整车控制器202从电机控制器208获取电机状态信息，包括电动机转矩、电动机转速等等。整车控制器202向电机控制器208发送电机控制请求，包括电动机模式、扭矩请求等等。电机控制器208向电动机210发出控制指令，并从电动机210获取运转信息。
图2所示的控制架构执行图1所示的换挡控制方法时，首先对换挡时的车速进行判断，若此时的车速高于设定的阈值，则整车控制器向电机控制器发出一个设定好的能量回馈请求扭矩值，由电机控制器实现车辆能量回馈，通过再生制动使得车速开始下降。同时，仪表或导航仪上会进行警示，提醒驾驶员当前的换挡操作不合理。不断对下降中的车速进行检测，若车速低于设定的阈值，则整车控制器根据当前驾驶员的油门踏板开度以及车辆的当前状态计算得到当前驾驶员需求的能量回馈扭矩值，并发送给电机控制器实现能量回馈。这使得在这个过程中，车速下降的程度能完全受驾驶员的控制。驾驶员能够仅通过加速踏板完成车辆前进和后退状态切换的控制。在上述过程中，如果驾驶员进行了其他的换挡动作，则响应新的挡位请求。
本发明的电动车换挡控制方法在制动系统失效时，通过换入与行驶方向相反的挡位，利用油门踏板控制再生制动使车辆停止。
本发明的电动车换挡控制方法可以保证车辆在不同车速下都能安全平稳的完成前进和后退之间的切换，且驾驶员的操作简便；同时为电动车在制动系统失效时，提供了一种能短时间内使车辆停止的应急方法。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可对上述实施例做出种种修改或变化而不脱离本发明的发明思想，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (7)
1.一种电动车换挡控制方法，其特征在于，包括：
S1．接收换挡指令，该换挡指令在方向相反的挡位之间切换；
S2．检测当前车速，并将当前车速与阈值比较，如果当前车速大于等于所述阈值，则进入步骤S3，如果当前车速小于所述阈值，则进入步骤S4；
S3．控制电动车的电动机以定扭矩方式运转，车辆以定扭矩制动能量回馈状态行驶，车速降低，然后回到步骤S2；
S4．切换挡位至目标挡位，控制电动车的电动机以受油门踏板控制的回馈扭矩运转，车辆以能量回馈即再生制动状态行驶；
S5．车速降为0并朝相反方向加速。
2.如权利要求1所述的电动车换挡控制方法，其特征在于，在步骤S3中，制动系统还根据来自制动踏板的制动指令制动，使车速更快地降低，车速不低于所述阈值。
3.如权利要求2所述的电动车换挡控制方法，其特征在于，在步骤S3中，在仪表盘显示警告信息。
4.如权利要求1所述的电动车换挡控制方法，其特征在于，在步骤S4中，由油门踏板控制电动机以调节能量回馈的方式使车速降低，车速降低的快慢随油门踏板深度变化，车速大于0。
5.如权利要求4所述的电动车换挡控制方法，其特征在于，在步骤S4中，在仪表盘显示换挡信息。
6.如权利要求1所述的电动车换挡控制方法，其特征在于，在步骤S2～S5执行过程中接收到新的换挡指令，则终止该方法并响应新的挡位。
7.如权利要求1所述的电动车换挡控制方法，其特征在于，在制动系统失效时，通过换入与行驶方向相反的挡位，利用油门踏板控制再生制动使车辆停止。
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